亳州市涡阳地区松散岩类地下水动态分析

侯香梦

(安徽省地质调查院，安徽 合肥 230001)

地下水是水资源的重要组成部分，是当地城镇居民生产、生活、城市建设以及农业灌溉等的重要水源，特别在地表水资源缺乏的地区，地下水资源显得尤为重要。涡阳地区城市用水主要依赖当地地下水，地下水长期的不合理开采，造成了工作区地下水水位持续下降，部分地区已经形成降落漏斗[1]，因此掌握其地下水水位下降情况，制定合理的地下水开采利用方案，规范当地地下水开采，已经势在必行[2]。

1 研究区概况

研究区(图1)位于安徽省西北部的亳州市涡阳县和蒙城县之间，地理坐标为东经116°15′00″～116°30′00″，北纬33°20′00″～33°30′00″，面积为440 km2。总体地形为西北部的亳州市辖区较高，东南部蒙城地区较低，地形起伏较小，地面自然坡降约为1/9 000，地面标高大多介于26～35 m，气候属于暖温带半湿润气候区，历年平均气温14.9 ℃，年平均降水量831 mm，年平均蒸发量为1 877.46 mm，地表水均属于涡河水系。

图1 工作区交通位置图

根据研究区地下水的分布特征，可将本地区松散岩类孔隙水自浅至深分为浅层孔隙水含水岩组、中深层孔隙水含水岩组和深层孔隙含水岩组3个含水层组[3]。

1) 浅层孔隙水含水岩组

由晚更新世-全新世蚌埠组(Qp3-Qhb)和中—晚更新世茆塘组(Qp2-3m)的黏土、粉质黏土、粉砂、细砂组成，地下水一般为潜水和微承压水。

2) 中深层孔隙水含水岩组

由中更新世(Qp2l)临泉组、早更新世(Qp1t)太和组的黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、粉细砂组成，具多层结构，地下水为承压水。

3) 深层孔隙水含水岩组

由新近纪晚新世(N2g)固镇组和中新世(N1x)下草湾组的棕红色夹灰白色、灰绿色黏土、棕黄色砂、棕红色粉砂、细砂、中细砂组成，具多层结构，地下水为承压水。

2 监测井布设

为了掌握工作区内地下水的动态变化情况，本次对区内的水文地质钻孔进行了为期1年的地下水位长期观测。本次水文地质钻孔长期观测数据分为浅层地下水、中层地下水和深层地下水3种地下水来整理。从图2观测数据可以看出：3种类型地下水的水位都有不同程度的降低，其中深层地下水的水位降深最大，最大降深达5.56 m，浅层含水层地下水的降低最小，为0.1 m。

3 地下水开发利用情况

根据收集的2019年亳州市水资源公报数据，截止2019年末，亳州市的水资源总量为1.469×109m3，与2018年相比，减少了45.6%(其中地表水的资源量为6.72×108m3，地下水的资源量为1.025×109m3，地下水资源与地表水资源不重复量为7.97×108m3)[4]。

3.1 浅层地下水

据水资源公报的统计结果，亳州市2019年全市浅层地下水水位整体处于下降状态，其水位下降深度约为1.04 m(其中蒙城县最大，下降了1.22 m；涡阳县次之，下降了1.08 m；利辛县为1.03 m；谯城区下降最少，为0.73 m)。浅层地下水可开采量2019年减少了3.606×108m3(其中蒙城县为1.046×108m3；涡阳县为1.001×108m3；利辛县为0.844×108m3；谯城区为0.715×108m3)[4]。

3.2 中深层地下水

多年来，研究区的城镇居民集中供水、工业用水以及部分农业灌溉用水以开采中深层地下水为主。近几年区内的中深层地下水开采情况越来越严重，由于大面积、高强度的中深层地下水的集中开采，研究区及其周边都形成了不同程度的地下水降落漏斗。据统计，亳州市2019年底的地下水降落漏斗深度比2018年底增加了2.1 m，地下水降落漏斗的中心水位埋深达到了67 m，漏斗的面积扩大了将近20 km2。根据对研究区中深层地下水进行长达一年多的观测，区内的中深层地下水的水位年降幅达到了5.3 m之多。

4 地下水变化动态

4.1 浅层地下水

工作区浅层地下水的补给来源主要为大气降雨，降雨量主要集中于每年的6—9月份，为区内的雨季，每年的10月至次年5月为区内的旱季。

浅层地下水广泛分布于全区，本次共选取3个代表性长观孔(ZK03，SK08，SK16)观测其水位动态变化情况，长观孔位置见图2。其中，ZK03孔位于亳州市涡阳县城东镇黄庄村小邵庄，成井深度20.10 m；SK08孔位于亳州市涡阳县高炉镇赵沃村，成井深度39.25 m；SK16孔位于亳州市涡阳县高炉镇李双庄，成井深度30.88 m。

图2 地下水水位监测井分布情况图

从ZK03，SK08，SK16浅层地下水的水位与降雨关系曲线图(图3)可知:降雨量与浅层地下水水位之间关系密切,2018年6—8月份为研究区内浅层地下水水位的最高点，其水位最高达到了28.4 m；2018年11—12月份为浅层地下水水位的最低点，其水位最低达到了25.5 m；2018年9—11月为浅层地下水水位的下降段，整体上浅层地下水水位和研究区内降雨量基本一致，显示出大气降水是本区浅层地下水的主要补给来源。另外，区内的7月份地下水水位的最低点出现在降雨后的3～4 d，这是由于该层地下水主要赋存于地面以下9～30 m的含水砂层中，其上有一层较稳定的黄青色亚黏土(厚4～8 m)连续覆盖其上，因此地下水的升降反应有稍滞后情况[5]。工作区浅层孔隙水水位年际变幅2～3 m。

图3 浅层地下水水位与大气降水动态历时曲线图

4.2 中层地下水

中层含水层顶板埋深为25～55 m，其与浅层含水层有一层稳定的隔水层。本次共选取3个代表性长观孔(SK15，SK02，SK04)观测其水位动态变化，长观孔位置见图2，其中SK15孔位于涡阳县单集林场五爱村四眼冯庄，成井深度73.5 m；SK02孔位于涡阳县公吉寺镇袁庄，成井深度118.5 m；SK04孔位于涡阳县城东镇戴庄，成井深度109.01 m。

从图4～图6可看出：3个长观孔的水位动态曲线基本一致，随着时间增加中层地下水的水位逐渐降低，自2018年3月21日至2019年7月30日，SK15孔水位由1.84 m降至3.64 m；SK02孔水位由11.15 m降至12.40 m；SK04孔水位由38.89 m降至41.17 m，3个观测孔的最大降深达2.28 m。SK15，SK04和SK02孔水位和大气降水变化有部分一致，但是总体受大气降雨相对较少，地下水水位持续降低，自2018年7月至2018年9月存在小范围波动，综合考虑是由于地下水越流情况影响的，由此推测中层含水层与大气降雨有一定联系，但是联系较小[6]。

图4 SK15中层地下水水位与大气降水动态历时曲线图

图5 SK02中层地下水水位与大气降水动态历时曲线图

图6 SK04水位与大气降水动态历时曲线图

另根据收集20世纪70年代地下水水位数据(图7)，其水位高程基本位于20～30 m，通过对同一个剖面的20世纪70年代和2019年的水位数据进行对比，可以看出工作区中层地下水的水位变幅较大，水位基本下降17～25 m，局部最大降幅达到了45 m。

图7 中层地下水水位等值线图

4.3 深层地下水

深层含水层顶板分布于地表以下100～150 m，其与中层含水层之间的隔水层相对较薄。本次共选取2个代表性长观孔(SK03，SK06)观测其水位动态变化，长观孔位置见图8。其中，SK03孔位于涡阳县楚店镇冯庄，成井深度157.8 m；SK06孔位于利辛县江集镇江后庄，成井深度182.5 m。从图8中可看出：2个长观孔的水位动态曲线基本一致，随着时间增加深层地下水的水位逐渐降低，自2018年6月10日至2019年7月30日，SK03孔水位下降深度达5.56 m；SK06孔水位下降深度达5.47 m,2个观测孔的最大降深达5.56 m。并且2个观测孔随着时间增加一直处于稳定下降状态，大气降雨对其影响很小，水位的持续下降原因主要是区域内深层地下水的开采造成的(工作区内集中开采井开采的地下水多为该层地下水)[7]。

图8 深层地下水水位与大气降水动态历时曲线图

另根据收集20世纪70年代地下水水位数据(图9)，其水位高程基本位于20～30 m，通过对同一个剖面的20世纪70年代和2019年的水位数据进行对比，可以看出工作区深层地下水的水位变幅较大，水位基本下降25～40 m，局部最大降幅达到了50 m[8]。

图9 深层地下水水位等值线图

5 结 论

虽然工作区内地下水资源较为丰富，但是研究区内地表水资源相对较少，农业、工业以及居民生活用水基本为地下水，导致研究区内地下水资源开采量相对较大(尤其是深层地下水)。随着研究区内的地下水的大范围、高强度的开采，地下水资源越来越少(尤其为中深层地下水)，导致研究区及周边地下水位长期持续下降，甚至部分地区已经出现了大面积的地下水降落漏斗。根据本次地下水长期观测结果，区内浅层、中深层、深层地下水水位都有逐年下降的趋势，因此必须重视合理开发当地的地下水资源。